Role of SP-A gene polymorphism in lung transplantation

Lung transplantation is a widely accepted therapeutic option for end stage lung disease. Clinical outcome is yet challenged by primary graft failure responsible for the majority of the early mortality, by chronic allograft dysfunction and chronic rejection accounting for more than 30% of deaths after the third postoperative year. Pulmonary surfactant proteins (SP) A, B, C and D are one of the first host defense mechanisms the lung can mount. SP-A in particular, produced by the type II pneumocytes, is active in the innate and adaptive immune system being an opsonin, but also regulating the macrophage and lymphocyte response. The main hypothesis for this project is that pulmonary surfactant protein A polymorphism may determine the early and long term lung allograft survival. Of note SP-A biologic activity seems to be genetically determined and SP-A polymorphisms have been associated to various lung disease. The two SP-A genes SP-A1 and SP-A2 have several polymorphisms within the coding region, SP-A1 (6A, 6A2-20), and SP-A2(1A, 1A0-13). The SP-A gene expression is regulated by cAMP, TTF-1 and glucocorticoids. In vitro studies have indicated that SP-A1 and SP-A2 gene variants may have a variable response to glucocorticoids. We proposed to determine if SP-A gene polymorphism predicts primary graft dysfunction and/or chronic lung allograft dysfunction and if SP-A may serve as a biomarker of lung allograft dysfunction. We also proposed to study the interaction between immunosuppressive drugs and SP-A expression and determine whether this is dependent on SP-A polymorphisms. This study will generate novel information improving our understanding of lung allograft dysfunction. It is conceivable that the information will stimulate the interest for a multi centre study to investigate if SP-A polymorphism may be integrated in the donor lung selection criteria and/or to implement post transplant tailored immunosuppression.

Left orthotopic lung transplant in rats: the learning process.

INTRODUCTION: The orthotopic left lung transplantation model in rats has been developed to answer a variety of scientific questions in transplant immunology and in the related fields of respiratory diseases. However, its widespread use has been hampered by the complexity of the procedure. AIM OF THE RESEARCH: Our purpose is to provide a detailed description of the procedure of this technique, including the complications and difficulties from the very first microsurgical step until the ultimate successful completion of the transplant procedure. MATERIALS AND METHODS: The transplant procedures were performed by two collaborating transplant surgeons with microsurgical and thoracic surgery skills. A total of 150 left lung transplants in rats were performed. Twenty-seven syngeneic (Lewis to Lewis) and 123 allogeneic (Brown-Norway to Lewis) lung transplants were performed using the cuff technique. RESULTS: In first 50 transplant procedures, post-transplant survival rate was 74% of which 54% reached the end-point of 3 or 7 days post-transplant; whole complication rate was 66%. In the subsequent 50 transplant surgeries (from 51 to 100) post-transplant survival rate increased to 88% of which 56% reached the end-point; whole complication rate was 32 %. In the final 50 transplants (from 101 to 150) post-transplant survival rate was confirmed to be 88% of which 74% reached the end-point; whole complication rate was again 32 %. CONCLUSIONS: One hundred-fifty transplants can represent a reasonable number of procedures to obtain a satisfactory surgical outcome. Training period with simpler animal models is mandatory to develop anesthesiological and microsurgical skills required for successfully develop this model. The collaboration between at least two microsurgeons is mandatory to perform all the simultaneous procedures required for completing the transplant surgery.

Effetto dell' ormone tiroideo (T3) durante ex vivo lung perfusion (EVLP) sul polmone di ratto: valutazione dell'azione protettiva nel danno da ischemia riperfusione.

La perfusione polmonare extracorporea (EVLP) è una tecnica utilizzata dal 2010 per valutare e migliorare la qualità dell'organo da trapiantare e il danno da ischemia-ripefusione (IRI). Tale perfusione utilizza la soluzione di Steen, la cui composizione è solo parzialmente nota. Lo scopo è quello di identificare gli effetti di T3 su IRI polmonare ex vivo, in un modello di ratto di donatore a cuore non battente. Animali (40) randomizzati in otto gruppi e il protocollo EVLP sono stati standardizzati nel nostro centro. Sono state valutate la funzione polmonare, PEEP, la resistenza vascolare polmonare totale a 45, 60, 120 e 180 minuti di EVLP per eseguire analisi di gas, dosaggio del mediatore di infiammazione, mitocondriale libero DNA, freeT3 e freeT4. Alla fine dei campioni di tessuto polmonare sono stati congelati dal dosaggio ATP, espressione genica, DNA mitocondriale, T3. Non date le concentrazioni del produttore, abbiamo analizzato gli acidi grassi liberi, vitamine, ormoni e composizione della soluzione Steen. Risultati La soluzione di steen contiene albumina umana x2 nel siero umano (7,5-8 g/dl): le concentrazioni di ft4 e ft3 sono x2 quelle nel siero umano e vengono rilasciati dall'albumina. La concentrazione di ft4 e ft3 non è cambiata durante l'EVLP. La Steen ha alta fluorescenza per l'alta concentrazione delle molecole aromatiche (ormoni) mai descritto in precedenza. NADH e mtDNA nel perfused aumenta con danno ischemico e nel gruppo trattato con T3 Conclusione Il modello EVLP è già convalidato nella perfusione nel trapianto polmonare, ma è necessario approfondire l'effetto della Steen in termini di ormoni e analiti. L'effetto sull'IRI dell'EVLP sembra essere influenzato negativamente da un T3 troppo alto in Steen, cosa che descriviamo per la prima volta. L'ulteriore aggiunta di T3 provoca disfunzione mitocondriale e infiammazione.

Timing per l'inserimento in lista dei pazienti affetti da fibrosi cistica che necessitano di trapianto polmonare: casistica di un centro regionale di riferimento

Timing of waiting list entrance for patients with cystic fibrosis in need of pulmonary transplant: the experience of a regional referral centre Objective: Evaluation of parameters that can predict a rapid decay of general conditions of patients affected by Cystic Fibrosis (CF) with no specific criteria to be candidate to pulmonary transplant. Material and methods: Fifteen patients with CF who died for complications and 8 who underwent lung transplantation in the 2000-2010 decade, were enrolled. Clinical data 2 years before the event (body max index, FEV1%, number of EV antibiotic treatments per year, colonization with Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), pseudomonas aeruginosa mucosus, burkholderia cepacia, pulmonary allergic aspergilosis) were compared among the 2 groups. Results: Mean FEV1% was significantly higher and mean number of antibiotic treatment was lower in deceased than in the transplanted patients (p<0.002 and p<0.001 respectively). Although in patients who died there were no including criteria to enter the transplant list 2 years before the exitus, suggestive findings such as low BMI (17.3), high incidence of hepatic pathology (33.3%), diabetes (50%), and infections with MRSA infection (25%), Pseudomonas aeruginosa (83.3%) and burkholderia cepacia (8.3%) were found with no statistical difference with transplanted patients, suggesting those patients were at risk of severe prognosis. In patients who died, females were double than males. Conclusion: While evaluating patients with CF, negative prognostic factors such as the ones investigated in this study, should be considered to select individuals with high mortality risk who need stricter therapeutical approach and follow up. Inclusion of those patients in the transplant waiting list should be taken into account.

Metodiche di preservazione del polmone isolato per lo studio ecografico: Studio sperimentale

Oggetto della tesi e' l'approfondimento su tecniche e metodiche di preservazione del polmone isolato per lo studio ecografico. E' discussa l'appropriatezza sull'uso degli ultrasuoni in corso di chirurgia mini invasiva polmonare, obiettivo di una ricerca sperimentale. Il razionale dello studio si fonda sull'indicazione all'exeresi chirurgica di noduli polmonari di diametro inferiore al centometro, ovvero di diametro superiore ma localizzati in aree centrali del polmone. Queste lesioni sono sempre piu' frequentente diagnosticate per mezzo di avanzate tecniche di imaging. L'atto chirurgico ha scopo terapeutico quando sia stata posta la diagnosi di neoplasia maligna, diagnostico-terapeutico quando non sia ancora ottenuta la tipizzazione istologica della lesione. La tecnica toracoscopica offre numerosi vantaggi rispetto alle tecniche chirurgiche tradizionali ma presenta il grave limite di non permettere la palpazione diretta del tessuto polmonare e la localizzazione della formazione tumorale quando essa non sia visibile macroscopicamente. Gli ultrasuoni sono stati utilizzati con successo per indirizzare la localizzazione del nodulo polmonare. Scopo dello studio sperimentale e' quello di confrontare tecniche diverse di preservazione del polmone isolato in un modello animale, comparando catatteristiche e prestazioni di sonde ecografiche differenti per tipologia. Del tutto recentemente, in ambito trapiantologico, sono state proposte tecniche di preservazione organica utili ai fini di uno studio anatomico sperimentale particolareggiato (EVLP) e moderna e' da considerarsi la concezione di mezzi tecnici specifici per la localizzazione di bersagli intrapolmonari. La tecnica clinica applicata allo studio del particolare ecografico, nel modello animale, ha reso comprensibile e meglio definito il ruolo delle sonde ecografiche nell'individuazione di forme tumorali suscettibili di exeresi definitiva.

Pathophysiology of bile acid aspiration in lung transplant recipients

Duodeno-gastroesophageal reflux aspiration is associated with chronic lung allograft dysfunction (CLAD) and aspiration of bile acids (BA), functional molecules in the gastro-intestinal tract with emulsifying properties. While links between reflux aspiration to lung disease have been identified, the relevance of bile acid as molecular ligands and outcome predictors is poorly defined. We sought to determine and quantify the various BA species in airways of the lung transplant recipients to better understand the various effects of aspirated BA that contribute to post-transplantation outcomes and to investigate their molecular effects on airway function and contractility.